DE2633746A1 - CIRCUIT ARRANGEMENT FOR THE POWER SUPPLY - Google Patents
CIRCUIT ARRANGEMENT FOR THE POWER SUPPLYInfo
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Description
PATENTANWÄLTE A. GRÜNECKERPATENT ADVOCATES A. GRÜNECKER
D(PL-ING.D (PL-ING.
H. KINKELDEYH. KINKELDEY
DR-ING.DR-ING.
W. STOCKMAIRW. STOCKMAIR
0 C\ ^i *5 7 / C\ 0 C \ ^ i * 5 7 / C \ DR-INQ.'AeE(CAtTBCWDR-INQ.'AeE (CAtTBCW
L W JiJ /HO K SCHUMANN L W JiJ / HO K SCHUMANN
OR. RER NAT. - OWL-PHVS OR. RER NAT. - OWL-PHVS
P. H. JAKOBP. H. JAKOB
DlPL-INaDlPL-INa
G. BEZOLDG. BEZOLD
DR RERNAC' WL-CHBA DR RERNAC ' WL-CHBA
8 MÜNCHEN 228 MUNICH 22
P 10702 27. JuH 1976 P 10702 27. JuH 1976
NIPPON KOGAKU K. K.NIPPON KOGAKU K. K.
2-3 Marunouchi 3-chome,2-3 Marunouchi 3-chome,
Chiyoda-kuChiyoda-ku
Tokyo / JAPANTokyo / JAPAN
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Spannungsversorgung und insbesondere eine Versorgungsschaltung mit Konstant spannungsregelung.The invention relates to a circuit arrangement for power supply and in particular a supply circuit with constant voltage regulation.
Die meisten elektronischen Geräte, Schaltungen und Bauteile erforderten bis jetzt eine Temperaturkompensation, um sicherzustellen, dass die darin verwendeten Schaltungen unabhängig von Temperaturänderungen oder Temperaturschwankungen ihre normale Funktionsweise aufrechterhalten.Most of the electronic devices, circuits and components required up to now a temperature compensation to ensure that the circuits used in it are independent to maintain their normal functioning due to temperature changes or fluctuations in temperature.
Derartige Temperaturkompensationen wurden bis jetzt durch Ausnutzung der Tatsache durchgeführt, dass der über Dioden auftretende Spannungsabfall in Vorwärtsrichtung oder die Basisemitterspannung von Transistoren einen temperaturabhängigen "Verlauf bzw. einen temperaturabhängigen Kennwert aufweisen. Diese temperaturabhängigen Kennlinien, Verläufe oder Kennwerte zeigen jedoch nur einen festgelegten, vorgegebenen Wert und daher kannSuch temperature compensations have until now been made by exploitation the fact that the voltage drop occurring across diodes in the forward direction or the base-emitter voltage of transistors have a temperature-dependent curve or a temperature-dependent characteristic value However, temperature-dependent characteristic curves, courses or characteristic values only show a fixed, predetermined value and therefore can
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TELEFON (Oaa) 22 38 83 TELEX 05-39380 TEUSRAMME MONAPAT TELEKOPIEREFl TELEPHONE (Oaa) 22 38 83 TELEX 05-39380 TEAMME MONAPAT TELEKOPIEREFl
eine Temperaturkompensation- wenn überhaupt - nicht mit der erforderlichen Genauigkeit durchgeführt werden.a temperature compensation - if at all - not with the required Accuracy can be carried out.
Daher besteht ein Bedürfnis für eine Versorgungsquelle mit Konstantspannungsregelung, bei der die temperaturabhängigen Verläufe, Kennwerte und Kennlinien in gewünschter Weise verändert werden können, wobei die dafür vorgesehene Schaltungsanordnung einfach aufgebaut sein und dennoch eine hohe Genauigkeit bei der Temperaturkompensation ermöglichen sollen.There is therefore a need for a supply source with constant voltage regulation in which the temperature-dependent Gradients, characteristic values and characteristics can be changed in a desired manner, with the circuit arrangement provided for this be of simple construction and still allow a high level of accuracy in temperature compensation.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine derartige, die genannten Erfordernisse befriedigende Schaltungsanordnung zu schaffen.The invention is therefore based on the object of providing a circuit arrangement of this type which satisfies the requirements mentioned to accomplish.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die in den Ansprüchen 1 und 12 angegebenen Schaltungsanordnungen gelöst.This object is achieved according to the invention by the circuit arrangements specified in claims 1 and 12.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemässen Schaltungsanordnungen sind in den Unter an Sprüchen gekennzeichnet. Advantageous embodiments of the circuit arrangements according to the invention are identified in the sub-proverbs.
Die Erfindung schafft also eine Versorgungsschaltung mit Konstantspannungsregelung, bei der die temperaturabhängigen Verläufe, Kennwerte und Kennlinien in der jeweils gewünschten Weise gewählt werden können, und zwar auch mit der Möglichkeit, eine Temperaturabhängigkeit überhaupt zu vermeiden.The invention thus creates a supply circuit with constant voltage regulation, in which the temperature-dependent courses, characteristic values and characteristic curves are selected in the manner required in each case with the possibility of avoiding a temperature dependency at all.
Die erfindungsgemässe Schaltung weist einen einfachen Aufbau auf und arbeitet dennoch mit hoher Genauigkeit und Zuverlässigkeit. The inventive circuit has a simple structure and yet operates with high accuracy and reliability Z u.
Bei der erfindungsgemässen Schaltungsanordnung zur Spannungsversorgung mit temperaturabhängigen Kennlinien und Kennwerten können diese Kennlinien und Kennwerte nach Wunsch einfach durch Einstellen und Verändern der Widerstandswerte gewählt werden.In the circuit arrangement according to the invention for the voltage supply With temperature-dependent characteristic curves and characteristic values, these characteristic curves and characteristic values can be easily entered as required Setting and changing the resistance values can be selected.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained below with reference to the drawings, for example explained in more detail. Show it:
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Pig. 1 die Konstantspannungschaltung mit veränderlichen, temperaturabhängigen Kennlinien und Kennwerten gemäss einer ersten Ausführungsform der Erfindung,Pig. 1 the constant voltage circuit with variable, temperature-dependent Characteristic curves and parameters according to a first embodiment of the invention,
Fig. 2 die Konstant Spannungsschaltung mit veränderlichen, temperaturabhängigen Kennlinien und Kennwerten gemäss einer zweiten erfindungsgemässen Ausführungsform,Fig. 2 the constant voltage circuit with variable, temperature-dependent Characteristic curves and parameters according to a second embodiment according to the invention,
Fig. 3 die Konstantspannungsschaltung mit veränderlichen, temperaturabhängigen Kennlinien und Kennwerten gemäss einer dritten, erfindungsgemässen Ausführungsform im Zusammenhang mit einer Prüfschaltung für die Versorgungsspannung,Fig. 3 shows the constant voltage circuit with variable, temperature-dependent Characteristic curves and parameters according to a third embodiment according to the invention in connection with a test circuit for the supply voltage,
Fig. 4· die Konstantspannungsschaltung mit veränderlichen, temperaturabhängigen Kennlinien und Kennwerten gemäss einer vierten, erfindungsgemässen Ausführungsform im Zusammenhang mit einer Temperaturkompensationsschaltung undFig. 4 · the constant voltage circuit with variable, temperature-dependent Characteristic curves and parameters according to a fourth embodiment according to the invention in connection with a temperature compensation circuit and
Fig. 5 die graphische Darstellung der Temperaturabhängigkeit als Funktion des Wertes des Spannungsteilerverhältnisses y bei der vierten Ausführungsform.5 shows the graph of the temperature dependency as a function of the value of the voltage division ratio y in the fourth embodiment.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind eine Konstantstromquelle 1, ein Widerstand Ry, und eine Diode D^ über einer Batterie E in Reihe geschaltet. Der Verbindungspunkt zwischen der Konstantstromquelle 1 und dem Widerstand Eyj ist über einen Widerstand Ro mit dem invertierenden Eingang eines Operationsverstärkers A und der Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand R^ und der Diode B^ ist mit dem nicht invertierenden Eingang des Operationsverstärkers A verbunden. Zwischen dem Ausgang C des Operationsverstärkers A und dem Minuspol der Batterie E, nämlich dem Masseanschluss oder dem gemeinsamen Anschluss G liegen eine Diode D-,, ein Widerstand R? und ein Widerstand R^ in Reihe. Zwischen dem Verbindungspunkt a der Widerstände R, und R^ und dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers A liegt eine Rückkoppeldiode Dp. Der Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand R, und der Diode D, ist =■ mit dem Bezugszeichen b versehen Die Arbeite- und Funktionsweise der Schaltung ändert sich auch dann praktisch nicht, wenn statt der Konstantstromquelle Λ ein Widerstand verwendet wird. DiesIn the exemplary embodiment of the invention shown in FIG. 1, a constant current source 1, a resistor Ry, and a diode D ^ are connected in series across a battery E. The connection point between the constant current source 1 and the resistor Eyj is connected to the inverting input of an operational amplifier A via a resistor Ro and the connection point between the resistor R ^ and the diode B ^ is connected to the non-inverting input of the operational amplifier A. Between the output C of the operational amplifier A and the negative pole of the battery E, namely the ground connection or the common connection G, there is a diode D- ,, a resistor R? and a resistor R ^ in series. Between the connection point a of the resistors R 1 and R ^ and the inverting input of the operational amplifier A is a feedback diode Dp. The connection point between the resistor R, and the diode D, is = ■ provided with the reference symbol b. The mode of operation of the circuit practically does not change even if a resistor is used instead of the constant current source Λ. this
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ist auch dann der Fall, wenn der Verbindungspunkt zwischen den Widerständen R1 und E2 mit der Plusklemme der Batterie E verbunden ist.is also the case when the connection point between the resistors R 1 and E 2 is connected to the positive terminal of the battery E.
Der Operationsverstärkers A, die Widerstände E1, E2, die Dioden D1, D2 und die Konstantstromquelle 1 bilden zusammen einen ersten Schaltungsteil. Am Verbindungspunkt a zwischen den Widerständen E, und E^, der der Ausgang des ersten Schaltungsteiles ist, tritt eine Spannung V2 mit einem positiven temperatur abhängigen Verlauf auf.The operational amplifier A, the resistors E 1 , E 2 , the diodes D 1 , D 2 and the constant current source 1 together form a first circuit part. At the connection point a between the resistors E 1 and E ^, which is the output of the first circuit part, a voltage V 2 occurs with a positive temperature-dependent curve.
Die Diode D, bildet einen zweiten Schaltungsteil. Die Spannung über der Diode D, besitzt einen negativen temperaturabhängigen Verlauf, wie später noch beschrieben werden wird, und daher besitzt die Spannung am Verbindungspunkt b bezüglich der Spannung am Ausgang C des Operationsverstärkers A einen negativen, temperaturabhängigen Verlauf.The diode D i forms a second circuit part. The voltage across the diode D, has a negative temperature-dependent As will be described later, and therefore the voltage at the connection point b has with respect to the voltage at the output C of the operational amplifier A a negative, temperature-dependent Course.
Die Widerstände E, und E2, bilden zusammen einen dritten Schaltungsteil. The resistors E 1 and E 2 together form a third circuit part.
Die Arbeitsweise des. vorliegenden Ausführungsbeispiels wird nachfolgend beschrieben.The operation of the present embodiment is described below.
Es sei angenommen, dass der Verstärkungsgrad des Operationsverstärkers A ausreichend gross und die Spannungen am invertierenden Eingang und am nicht invertierenden Eingang des Operationsverstärkers A gleich sind. In diesem Falle istAssume that the gain of the operational amplifier A sufficiently large and the voltages at the inverting input and at the non-inverting input of the operational amplifier A are the same. In this case it is
I1 · E1 = I2 · E2 (1)I 1 E 1 = I 2 E 2 (1)
Hierbei ist I1 der durch den Widerstand E1 und die Diode D1 fliessende Strom und I2 der durch den Widerstand E2 und die Diode Dp fliessende Strom. Die Spannung V1 am nicht invertierenden Eingang des Operationsverstärkers A ist auch gleich dem durch den konstanten Strom I1 über der Diode D1 auftretenden Spannungsabfall. Allgemein lässt sich die Strom-Spannungs-Beziehung einesHere, I 1 is the current flowing through resistor E 1 and diode D 1 and I 2 is the current flowing through resistor E 2 and diode Dp. The voltage V 1 at the non-inverting input of the operational amplifier A is also equal to the voltage drop occurring through the constant current I 1 across the diode D 1. In general, the current-voltage relationship of a
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logarithmischen Umformungs- und Umwaadlungsbauteiles, beispielsweise einer Diode oder dgl. durch, folgende Gleichung ausdrücken:logarithmic forming and conversion component, for example a diode or the like, express the following equation:
ir k . T ä 1D (O\ ir k. T ä 1 D ( O \
V_ = —-—- JCn —γ— \.Z) V_ = —-—- JCn —γ - \ .Z)
D q IgD q Ig
Hierbei ist V^ der Spannungsabfall an der Diode in Vorwärtsrichtung, k die BoItzmann-Konstante, T die absolute !Temperatur, q die Elektronenladung, ID der durch die Diode fliessende Strom und Ig der in Sperrichtung fliessende Sättigungsstrom in der Diode. V^ wird durch folgende Gleichung ausgedrückt:V ^ is the voltage drop across the diode in the forward direction, k is the BoItzmann constant, T is the absolute temperature, q is the electron charge, I D is the current flowing through the diode and Ig is the saturation current flowing in the reverse direction in the diode. V ^ is expressed by the following equation:
(3)(3)
Die Spannung Vp am Verbindungspunkt a ist natürlich gleich der Spannung Vx. minus dem auf Grund des Stromes Ip über der Diode 1*2 auftretenden Spannungsabfall. Vp ist daher gegeben durch:The voltage Vp at junction a is of course equal to the voltage V x . minus the voltage drop that occurs across diode 1 * 2 due to the current Ip. Vp is therefore given by:
Aus Gleichung (1) und (4) ergibt sich für Vp die GleichungThe equation for Vp results from equations (1) and (4)
Die am Verbindungspunkt a, also am Ausgang des ersten Schaltungsteiles auftretende Spannung V^ hängt also nur von den Widerständen IL und Rp ab; sie ist nicht nur unabhängig von der Versorgungsspannung, sondern besitzt auch einen positiven, temperaturabhängigen, zur absoluten Temperatur proportionale Verlauf.The voltage V ^ occurring at the connection point a, that is to say at the output of the first circuit part, depends only on the resistors IL and Rp ab; it is not only independent of the Supply voltage, but also has a positive, temperature-dependent, proportional to the absolute temperature Course.
Darüberhinaus ist der Strom I2 in Bezug auf den durch den Widerstand E7. fliessenden Strom sehr klein. Daher ist der durch denIn addition, the current I 2 is relative to that through the resistor E 7 . flowing stream very small. Hence the one through the
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Strom Ip am Widerstand R4 auftretende Spannungsabfall vernachlässigbar. Die Spannung V, am Verbindungspunkt b ist also durch folgende Gleichung gegeben:Current Ip at the resistor R 4 , the voltage drop occurring is negligible. The voltage V, at the connection point b is given by the following equation:
* + R4
T^ V2 * + R 4
T ^ V 2
+ R4 . I^+ R 4 . I ^
· In (-J.) (6) In (-J.) (6)
K IK I
Durch Einsetzen der Gleichung (1) in die Gleichung (6) ergibt sich für die Spannung V^:Substituting equation (1) into equation (6) results in the voltage V ^:
E3 + E4 λ H2 E 3 + E 4 λ H 2
(7)(7)
Aus der vorangegangenen Beschreibung ergibt sich also, dass die Spannung V, am Verbindungspunkt b nur von den Widerständen R^, R2' ß3 UBd R4 bestimmt wird und nicht nur von der Yersorgungsspannung unabhängig ist, sondern auch eine positive temperaturabhängige, der absoluten Temperatur proportionale Gharakteri stik aufwei st.From the preceding description it follows that the voltage V, at the connection point b is only determined by the resistors R ^, R 2 ' ß 3 UBd R 4 and is not only independent of the supply voltage, but also a positive temperature-dependent, the absolute one Temperature proportional characteristics.
Bekanntermasen weist die über einer Diode auftretende Spannung in Vorwärtsrichtung einen negativen temperaturabhängigen Verlauf in der Grössenordnung von -2,2 (mV/°C) auf. Daher ist die Spannung V am Ausgang C die Summe aus der Spannung V^ am Verbindungspunkt b, die eine positive !Temperaturabhängigkeit aufweist und 4der über der Diode D75 auftretenden Spannung, die eine negative Temperaturabhängigkeit besitzt.As is known, the voltage occurring across a diode in the forward direction has a negative temperature-dependent curve in the order of magnitude of -2.2 (mV / ° C). The voltage V at the output C is therefore the sum of the voltage V ^ at the junction point b, which has a positive temperature dependency, and 4 of the voltage occurring across the diode D 75 , which has a negative temperature dependency.
Beispielsweise soll bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform der Fall ,oetrachtet werden, bei dem bei einer Bezugstemperatur von 20° C die Spannung VQ am Ausgang C auf einem vor- For example, in the embodiment shown in FIG. 1, the case should be considered in which, at a reference temperature of 20 ° C., the voltage V Q at the output C is on a predetermined
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gegebenen Wert gehalten wird, der von Temperaturänderungen oder -Schwankungen unbeeinflusst bleibt.given value is maintained, which remains unaffected by temperature changes or fluctuations.
Wie aus Gleichung (7) für die Spannung V, am Verbindungspunkt b zu ersehen ist, ist der FaktorAs from equation (7) for the voltage V, at connection point b what can be seen is the factor
k S3 + % ..CnC-^-O k S 3 + % ..CnC - ^ - O
die Proportionalitätskonstante für die absolute Temperatur T.the constant of proportionality for the absolute temperature T.
Daher kann durch Wahl der Grossen der verschiedenen Widerstände die Proportionalitätskonstante gleich 2,2 (mV) gemacht werden, so dass die Spannung VQ am Ausgang C auf einem vorgegebenen Wert gehalten werden kann, der gleich (273 + 20) χ 2,2 = 645 (mV) plus dem bei 20° C über der Diode D7, auftretenden Spannungsabfall ist. Durch geeignete Festlegung der Beziehung bzw. des Verhältnisses zwischen den verschiedenen Bauelementen kann die Spannung V am Ausgang C weiterhin so beeinflusst werden, dass dort eine gewünschte konstante Spannung ohne jedwede Temperaturabhängigkeit auftritt. 'Therefore, by choosing the sizes of the various resistances, the constant of proportionality can be made equal to 2.2 (mV), so that the voltage V Q at output C can be kept at a predetermined value which is equal to (273 + 20) χ 2.2 = 645 (mV) plus the voltage drop occurring at 20 ° C across diode D 7. By suitable definition of the relationship or the ratio between the various components, the voltage V at the output C can furthermore be influenced in such a way that a desired constant voltage occurs there without any temperature dependency. '
Durch geeignet gewählte Werte für die Widerstände R^, R2, R* und R^, kann die Spannung VQ am Ausgang C auch so gewählt werden, dass sie entweder eine positive oder eine negative Temperaturabhängigkeit aufweist.By suitably selected values for the resistors R ^, R 2 , R * and R ^, the voltage V Q at the output C can also be chosen so that it has either a positive or a negative temperature dependency.
Der gleiche Effekt kann auch dadurch hervorgerufen werden, dass eine oder mehrerer Dioden parallel zur Diode Dg gelegt wird bzw. werden.The same effect can also be produced by placing one or more diodes in parallel with diode Dg or become.
Bei der vorliegenden Ausführungsform werden die Widerstände R7, und R,. verwendet. Der Widerstand R2 ist jedoch nicht notwendigerweise erforderlich, wie dies aus Gleichung (7) zu erse-'hen ist. Oder anders ausgedrückt, der Widerstand R^ kann kurzgeschlossen bzw. durch eine normale Leitung ersetzt werden. Bei Verwendung der Widerstände R7. und R^ ist es jedoch leichter,In the present embodiment, the resistors R 7 , and R ,. used. However, the resistor R 2 is not necessarily required, as can be seen from equation (7). In other words, the resistor R ^ can be short-circuited or replaced by a normal line. When using the resistors R 7 . and R ^ however, it is easier
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die Proportionalitätskonsta nten der absoluten Temperatur T einzustellen.the proportionality constants of the absolute temperature T can be set.
Fig. 2 ist ein zweites Ausführungsbei spiel der vorliegenden Erfindung, bei dem die Dioden, die mit den beiden Eingängen des Operationsverstärkers A verbunden sind, im Vergleich zu Fig. 1 umgekehrt geschaltet sind. Die Schaltungselemente, die die gleiche Funktion wie die Schaltungselemente im ersten Ausführung sbeispiel übernehmen, sind mit denselben Bezugszahlen versehen, und die Spannungswerte, die dieselben Indexzahlen aufweisen, sind gleich. Einzelheiten der Arbeitsweise dieser zweiten Ausführungsform entsprechen denen der ersten Ausführungsform und brauchen daher nicht noch mal erläutert zu werden. Fig. 2 is a second Ausführungsbei game of the present Invention, in which the diodes that are connected to the two inputs of the operational amplifier A, compared to Fig. 1 are reversed. The circuit elements that have the same function as the circuit elements in the first embodiment s example are given the same reference numbers provided, and the voltage values that have the same index numbers, are the same. Details of the operation of this second embodiment are the same as those of the first embodiment and therefore do not need to be explained again.
In Fig. 3 ist ein drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit einer Sparm»ngs-Prüfschaltung dargestellt.In Fig. 3 is a third embodiment of the present Invention in connection with an economy test circuit shown.
Die Widerstände R,.und R^ liegen zwischen dem Ausgang C des Operationsverstärkers & und dem gemeinsamen oder Kasseanschluss G in Reihe. Die Ausgangs spannung V2 des ersten Schaltungsteils ' tritt am Verbindungspunkt a zwischen den Widerständen R* und R^ auf. Eine Konstant Stromquelle 1a und ein Transistor Tr^ liegen über den Anschlussklemmen der Batterie E in Reihe und der Ausgang C des Operationsverstärkers A steht mit der Basis des Transistors Tr,, in Verbindung.The resistors R,. And R ^ are between the output C of the operational amplifier & and the common or terminal G in series. The output voltage V 2 of the first circuit part 'occurs at the connection point a between the resistors R * and R ^. A constant current source 1a and a transistor Tr ^ are connected in series across the connection terminals of the battery E and the output C of the operational amplifier A is connected to the base of the transistor Tr ^.
Der Transistor Tr^ wird anstelle der Diode D, des ersten Ausführungsbeispiels verwendet. Die Spannung Vp am Verbindungspunkt a, die die Ausgangsspannung des ersten Schaltungsteiles ist, ist durch Gleichung (5) gegeben und proportional der absoluten Temperatur T, wie dies im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel im einzelnen beschrieben worden war. Daher ist die Spannung V, am Ausgang C des Operationsverstärkers A gegeben durchThe transistor Tr ^ is instead of the diode D, of the first embodiment used. The voltage Vp at junction a, which is the output voltage of the first circuit part is given by equation (5) and proportional to the absolute temperature T, as described in detail in connection with the first embodiment. thats why the voltage V, given at the output C of the operational amplifier A. by
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R3 + \ . ο "2 I " * T R 3 + \ . ο "2 I" * T
wie dies auch in Gleichung (7) der Fall war. Daher ist die Spannung V, proportional der absoluten Temperatur T. Da die Basis-Emitter-Spannung VBE des Transistors Tr1 eine negative Temperaturabhängigkeit aufweist, ist die Emitterspannung VQ des Transistors Tr1 die Summe aus der Spannung V^ mit einer positiven Temperaturabhängigkeit und der Spannung V-g-g mit einer negativen Temperaturabhängigkeit* Daher kann - wie dies zuvor im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben wurde - die Emitter spannung V des Transistors Tr1 so gewählt werden, dass keine Temperaturabhängigkeit auftritt, und zwar durch geeignete Wahl der Werte für die Widerstände E1, E2, E5 und E^.as was also the case in equation (7). The voltage V, is therefore proportional to the absolute temperature T. Since the base-emitter voltage V BE of the transistor Tr 1 has a negative temperature dependency, the emitter voltage V Q of the transistor Tr 1 is the sum of the voltage V ^ with a positive temperature dependency and the voltage Vgg with a negative temperature dependence * Therefore, it can - be chosen so the emitter voltage V of the transistor Tr 1 that no temperature dependency occurs, and by suitable choice of values for which - as previously described in connection with the first embodiment Resistors E 1 , E 2 , E 5 and E ^.
Die Spannungsteiler-Widerstände Ec und E^ liegen zwischen den Klemmen der Batterie E in Eeihe. Die Spannung Vd, die am Verbindungspunkt d zwischen diesen Widerständen auftritt, nimmt daher mit abnehmender Versorgungsspannung auch ab.The voltage divider resistors Ec and E ^ are between the Terminals of battery E in series. The voltage Vd appearing at the connection point d between these resistors increases therefore also decreases with decreasing supply voltage.
Ein Eingang einer Vergleicherstufe 2 ist mit dem Emitter des Transistors Tr1 und der andere Eingang der Vergleicherstufe 2 ist mit dem Verbindungspunkt d zwischen den Spannungsteiler-Widerständen Ec und Ec verbunden. Zwischen dem Ausgang der Vergleicherstufe 2 und dem gemeinsamen oder Masseanschluss G liegt eine lichtemittierende Diode 3·One input of a comparator stage 2 is connected to the emitter of the transistor Tr 1 and the other input of the comparator stage 2 is connected to the connection point d between the voltage divider resistors Ec and E c . A light-emitting diode 3 is located between the output of the comparator stage 2 and the common or ground connection G
Die Eingangs spannungen VQ und Vd der Vergleichsstufe 2 sind daher gleich, wenn die Versorgungs- oder Batteriespannung einen bestimmten Wert aufweist. Wenn die Versorgungs- oder Batteriespannung über diesem Wert liegt, ist VQ kleiner als Vd und wenn die Versorgungs- oder Batterie spannung unter diesem Wert liegt, ist VQ grosser als Vd . Daher schaltet die Vergleicherstufe 2 die lichtemittierende Diode 3 in Abhängigkeit von der Grosse der Spannung Vd in Bezug zur Spannung VQ ein oder aus,The input voltages V Q and Vd of the comparison stage 2 are therefore the same when the supply or battery voltage has a certain value. When the supply or battery voltage is above this value, V Q is less than Vd and when the supply or battery voltage is below this value, V Q is greater than Vd. The comparator stage 2 therefore switches the light-emitting diode 3 on or off depending on the magnitude of the voltage Vd in relation to the voltage V Q,
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so dass der Zustand der Versorgungs- oder Batteriespannung angezeigt wird.so that the status of the supply or battery voltage is displayed will.
Um der Ausgangsspannung eine gewünschte Temperaturabhängigkeit zu geben, werden bei den bis jetzt beschriebenen ersten, zweiten und dritten Ausführungsbeispielen die Widerstandswerte für die Widerstände E^, E2, E, und E^ verändert oder es werden mehrere Moden parallel zur Diode D2 gelegt, so dass die Ausgangsspannung der ersten Schaltungsteils, die eine positive Temperaturabhängigkeit aufweist, verändert wird.In order to give the output voltage a desired temperature dependency, the resistance values for the resistors E ^, E 2 , E, and E ^ are changed in the first, second and third exemplary embodiments described so far, or several modes are placed in parallel with the diode D 2 , so that the output voltage of the first circuit part, which has a positive temperature dependency, is changed.
Erfindungsgemäss ist es jedoch auch möglich, die Ausgangsspannung des zweiten Schaltungsteils, die einen negativen temperaturabhängigen Verlauf aufweist, zu verändern, um eine Spannung V0 zu erzeugen, die irgendeine gewünschte Temperaturabhängigkeit haben kann. Dies soll anhand eines vierten Ausführungsbeispiels nachfolgend beschrieben werden.According to the invention, however, it is also possible to change the output voltage of the second circuit part, which has a negative temperature-dependent profile, in order to generate a voltage V 0 which can have any desired temperature dependency. This is to be described below using a fourth exemplary embodiment.
lig. 4- zeigt das vierte Ausführungsbeispiel· der vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit der Temperaturkompensationsschaltung für eine lichtemittierende Diode.lig. 4- shows the fourth embodiment of the present Invention in connection with the temperature compensation circuit for a light emitting diode.
Beim vierten Ausführungsbeispiel, das eine veränderliche temperaturabhängige Charakteristik aufweist, liegt ein Spannungsteiler-Wiäerstand E,- zur Diode D^ der in Fig. 1 dargestellten Schaltung parallel und die Ausgangs spannung YQ wird vom Spannungsteilerpunkt f dieses Widerstandes abgegriffen.In the fourth embodiment, which has a variable temperature-dependent characteristic, a voltage divider resistor E, - is parallel to the diode D ^ of the circuit shown in Fig. 1 and the output voltage Y Q is tapped from the voltage divider point f of this resistor.
Mit einer solchen Schaltungsanordnung wird die Temperaturabhängigkeit der Spannung VQ am Spannungsteilerpunkt, f in Abhängigkeit von dem Spannungsteilungsverhältnis §* des Spannungsteilerwiderstandes Ec verändert.With such a circuit arrangement, the temperature dependency of the voltage V Q at the voltage divider point, f, is changed as a function of the voltage division ratio § * of the voltage divider resistor Ec.
In Fig.- 5 soll der Zusammenhang zwischen dem Spannungsteilungsverhältnis ? des Spannungsteilerwiderstandes Ec, und der Temperaturabhängigkeit der Spannung YQ erläutert werden.In Fig. 5 the relationship between the voltage division ratio? the voltage dividing resistance Ec, and the temperature dependency of the voltage Y Q will be explained.
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Wenn das Spannungsteilungsverhältnis f des Spannungsteilers Ec Null ist (vgl. Parameter <? o in lig. 5), ist die Spannung V am Spannungsteilerpunkt f gleich der Spannung V, am Verbindungspunkt b und weist eine positive Temperaturabhängigkeit auf. Wenn das Spannungsteilungsverhältnis. ξ allmählich vergrössert wird, so wird die über der Diode D, auftretende Spannung, die eine negative Temperaturabhängigkeit aufweist, der Spannung Y-T zuaddiert, die eine positive Temperaturabhängigkeit besitzt. Bei einem bestimmten Spannungsteilungsverhältnis £ ^ gleichen sich die positiven und negativen temperaturabhängigen Kennlinien aus, so dass die Spannung VQ am Spannungsteilerpunkt f keine Temperatur abhängigkeit aufweist (vgl. Parameter f y. in Fig. 5).If the voltage division ratio f of the voltage divider Ec is zero (cf. parameter <? O in lig. 5), the voltage V at the voltage divider point f is equal to the voltage V at the connection point b and has a positive temperature dependency. When the voltage dividing ratio. ξ is gradually increased, the voltage across the diode D, which has a negative temperature dependency, is added to the voltage YT , which has a positive temperature dependency. At a certain voltage division ratio £ ^ the positive and negative temperature-dependent characteristics equalize each other so that the voltage V Q at the voltage divider point f has no temperature dependency (cf. parameter f y. In FIG. 5).
Wenn das Spannungsteilungsverhältnis weiter erhöht wird, kann der Spannung V eine negative Temperati werden (vgl. Parameter g ~ in Pig. 5)·If the voltage division ratio is increased further, the voltage V can have a negative temperature (see parameter g ~ in Pig. 5) ·
der Spannung V eine negative Temperaturabhängigkeit gegebenthe voltage V is given a negative temperature dependence
Wie in Fig. 4· dargestellt ist, kann ein Bauelement 4-, das der Temperaturkompensation bedarf, zwischen dem Kollektor des Transistors Tr2 und der Plus-Klemme der Batterie E geschaltet werden. Der Emitter des Transistors Tr g steht mit der Minus-Klemme der Batterie E (also der gemeinsamen oder Masseanschluss G) über einen Widerstand Rg in Verbindung. Die Spannung VQ, die am Spannungsteiler f des Spannungsteilerwiderstandes Rc auftritt, wird an die Basis des Transistors T^ gelegt.As shown in FIG. 4, a component 4, which requires temperature compensation, can be connected between the collector of the transistor Tr 2 and the positive terminal of the battery E. The emitter of the transistor Tr g is connected to the minus terminal of the battery E (that is, the common or ground connection G) via a resistor Rg. The voltage V Q , which occurs at the voltage divider f of the voltage divider resistor Rc, is applied to the base of the transistor T ^.
Es sei beispielsweise angenommen, dass das temperaturkompensierte Bauelement Λ eine lichtemittierende Diode ist. Die Intensität des von der lichtemittierenden Diode abgegebenen Lichtes nimmt bei ansteigender Temperatur ab. Wenn der durch die lichtemittierende Diode fliessende Strom I bei ansteigender Temperatur vergrössert wird, so bleibt in diesem Falle die Intensität des von der Diode abgegebenen Lichtes konstant, und zwar unabhängig davon, ob dTemperaturanderungen auftreten. Dies kann dadurch bewerkstelligt werden, dass das Spannungsteilungsverhältnis § des Spannungsteilerwiderstandes R1- verringert und der Spannungs-It is assumed, for example, that the temperature-compensated component Λ is a light-emitting diode. The intensity of the light emitted by the light-emitting diode decreases with increasing temperature. If the current I flowing through the light-emitting diode is increased with increasing temperature, the intensity of the light emitted by the diode remains constant in this case, regardless of whether changes in temperature occur. This can be done by reducing the voltage division ratio § of the voltage divider resistor R 1 - and the voltage
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teilerwiderstand Rc so eingestellt wird, dass die Spannung V0 am Spannungsteilerpunkt f eine positive Temperaturabhängigkeit aufweist. Der Kollektorstrom I des Transistors T^ wird daher bei ansteigender Temperatur vergrössert, so dass die lichtemittierende Diode 4 unabhängig von einem Temperaturanstieg Licht mit konstanter Intensität emittiert.divider resistance Rc is set so that the voltage V 0 at the voltage divider point f has a positive temperature dependence. The collector current I of the transistor T ^ is therefore increased when the temperature rises, so that the light-emitting diode 4 emits light with constant intensity regardless of a temperature rise.
Venn die erfindungsgemässe Schaltungsanordnung als eine Schaltung verwendet wird, bei der die Ausgangs Spannung eine positive Temperaturabhängigkeit aufweist, kann die erfindungsgemässe Schaltungsanordnung sehr vorteilhaft als genauer Temperaturkompensationsschaltung für eine lichtemittierende Diode verwendet werden, bei der die Intensität des emittierten Lichtes mit zunehmender Temperatur abnimmt.Die vorliegende Erfindung ist insbesondere sehr vorteilhaft als Kompensationsschaltung im Zusammenhang mit Kameras oder "dgl. anwendbar.Venn the circuit arrangement according to the invention as a circuit is used where the output voltage is positive Has temperature dependency, the circuit arrangement according to the invention can be very advantageous as a precise temperature compensation circuit can be used for a light emitting diode in which the intensity of the emitted light decreases with increasing temperature. The present invention can be used particularly advantageously as a compensation circuit in connection with cameras or the like.
Es sei noch bemerkt, dass bei der in Fig. 4 dargestellten Schaltung auch mehrere in Reihe geschaltete Dioden anstelle der Diode D, verwendet werden können, wenn es erforderlich ist, einen weiten Bereich der negativen Temperaturcharakteristik zu schaffen. It should also be noted that in the circuit shown in FIG also several diodes connected in series can be used instead of the diode D, if one is required to create a wide range of negative temperature characteristics.
Die vorliegende Erfindung schafft also eine Versorgungsschaltung, die die Versorgungsspannung mit hoher Genauigkeit konstant regelt, und die einen einfachen Aufbau aufweist, wobei die Temperaturabhängigkeit in gewünschter Weise verändert und auch so eingestellt werden kann, dass keine Temperaturabhängigkeit auftritt. Diese Änderung der Temperatur abhängigkeit wird bei der erfindungsgemässen Schaltungsanordnung durch einen einfachen Vorgang, nämlich durch Änderung von Widerstandswerten durchgeführt.The present invention thus provides a supply circuit which Constantly regulates the supply voltage with high accuracy, and which has a simple structure, the temperature dependency being changed in a desired manner and also being set in this way can be that no temperature dependency occurs. This change in temperature dependence is in the inventive Circuit arrangement carried out by a simple operation, namely by changing resistance values.
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